JP3323572B2 - e-o probe positioning method of the voltage measuring device - Google Patents

e-o probe positioning method of the voltage measuring device

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JP3323572B2 JP05422593A JP5422593A JP3323572B2 JP 3323572 B2 JP3323572 B2 JP 3323572B2 JP 05422593 A JP05422593 A JP 05422593A JP 5422593 A JP5422593 A JP 5422593A JP 3323572 B2 JP3323572 B2 JP 3323572B2
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    • G01R31/308Contactless testing using non-ionising electromagnetic radiation, e.g. optical radiation

Description

【発明の詳細な説明】 DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】 [0001]

【産業上の利用分野】本発明はE−O(電気光学)効果を用いてIC(集積回路)チップなどの被測定デバイスの電圧を非接触で測定する電圧測定装置に関し、特に、 The present invention relates to an voltage measuring device for measuring the voltage of the device under test, such as IC (integrated circuit) chip in a non-contact manner using the E-O (electrooptical) effect, in particular,
そのE−Oプローブの位置決めに用いられる。 Used for positioning of the E-O probe.

【0002】 [0002]

【従来の技術】このような電圧測定装置の特徴は、電圧が印加されるとその屈折率が変化する電気光学結晶から構成されるE−Oプローブを持つことである。 Features of the Prior Art Such a voltage measuring device is to have the E-O probe consisting of an electro-optic crystal which when a voltage is applied its refractive index changes. このE− The E-
Oプローブを被測定デバイに接近させておいて被測定デバイスに電圧を印加すると、電気光学結晶の中の電界が変化することによって結晶自体の屈折率が変化する。 When a voltage is applied to the device under test the O probe allowed close to the measured device, the refractive index of the crystal itself is changed by the electric field in the electro-optic crystal is changed. この時、E−Oプローブに光(レーザ光)が入射すると、 At this time, when light (laser beam) is incident on the E-O probe,
印加電圧に応じた結晶の屈折率変化によって光の偏光状態が変化する。 The polarization state of light is changed by the refractive index change of the crystal in response to the applied voltage. したがって、プローブの底面で反射して戻ってきた光を波長板を介して偏光ビームスプリッターで取り出すと、光強度の変化として上記印加電圧の変化を検出することができる。 Therefore, the light reflected and returned by the bottom surface of the probe through the wave plate is taken out by a polarization beam splitter, it is possible to detect the change in the applied voltage as a change in light intensity. ここで、測定のためのレーザ光源はCW光源であっても、パルス光源であっても良い。 Here, the laser light source for the measurement be a CW light source may be a pulsed light source.

【0003】この電圧測定器の検出感度はE−Oプローブと被測定デバイスの距離に依存する。 [0003] Detection sensitivity of the voltage measuring instrument is dependent on the distance of the E-O probe and the device to be measured. したがって、この距離を精度良く設定する事が重要である。 Therefore, it is important to set this distance accurately. このための従来例としては、例えば、下記の文献“J.Appl.Phys.66 As a conventional example for this, for example, the following literature "J.Appl.Phys.66
(9),1 Novenber 1989 pp.4001 〜4009”に示される二重焦点レンズを用いるものがあり、また例えば下記の文献“IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASURE (9), 1 Novenber 1989 pp.4001 ~4009 "while others use a bifocal lens shown in, also for example, the following literature" IEEE TRANSACTIONS ON INSTRUMENTATION AND MEASURE
MENT, VOL.41,NO.3,JUNE1992,PP.375〜380 ”に示される天秤を用いるものが知られている。 MENT, VOL.41, NO.3, JUNE1992, there has been known one using a balance shown in PP.375~380 ".

【0004】 [0004]

【発明が解決しようとする課題】しかし、前者の従来例では、非接触で位置決めができるものの二重焦点レンズという特殊なレンズを用いることが必要になってしまう欠点がある。 [0006] However, in the conventional example of the former, there is a disadvantage that those bifocal lens can be positioned in a non-contact becomes necessary to use a special lens. また、後者の従来例では、E−Oプローブの位置を設定する場合、いったんE−Oプローブと被測定デバイスを接触させてその基準位置を求め、その点を基準にしてE−Oプローブの位置を設定している。 Further, in the conventional example of the latter, to set the position of the E-O probe, the reference position determined by temporarily contacting the E-O probe and the device to be measured, the position of the E-O probe, based on the point It has set up. この時、接触時のダメージを低減するために複雑な構成となっている。 This time, and has a complicated structure in order to reduce the damage at the time of contact. 具体的には、シリンダとエアガイドの間に空気を流し、摩擦が少ない状態で上下に移動できるシリンダにE−Oプローブを固定し、天秤機構によりこれらの実効質量を軽減する必要があった。 Specifically, flowing air between the cylinder and the air guide, friction secure the E-O probe in a cylinder which can move up and down with less, it is necessary to reduce these effective mass by balance mechanism. また、E−Oプローブの上下微動はシリンダに固定されたピエゾ素子でおこない、その位置をシリンダに取り付けられたポジションスケールで読み取ることが必要である。 Further, vertical fine of E-O probe is performed by the piezoelectric element fixed to the cylinder, it is necessary to read in position scale attached to its position in the cylinder.

【0005】このように、後者の従来例では、E−Oプローブ周辺の機構が非常に複雑で大きいために、その周囲に電気針などを多数設けることができなかった。 [0005] Thus, in the latter conventional example, in order E-O probe near mechanism is large and extremely complex, it was not possible to provide a large number of such electric needles therearound. また、測定する前にいったんE−Oプローブを被測定デバイスに接触させるため、被測定デバイスを破壊してしまう恐れがあった。 Also, once E-O probe prior to measuring for contacting the device under test, there is a possibility that destroy the device under test.

【0006】そこで、本発明は、特別な光学系などを用いることなく、E−Oプローブを被測定デバイスに対して非接触で、しかも正確に位置決めできる電圧測定装置のE−Oプローブ位置決め方法を提供することを目的とする。 [0006] Therefore, the present invention is, without using any special optical system, the E-O probe in non-contact with the DUT, yet the E-O probe positioning method of the voltage measuring device capable of accurately positioning an object of the present invention is to provide.

【0007】 [0007]

【課題を解決するための手段】本発明は、被測定デバイスの表面を合焦状態で観測するための拡大光学系と、被測定デバイスに近接させられて電圧測定のためのレーザ光が入射されるE−Oプローブと、このE−Oプローブを拡大光学系に対して相対的に移動させるプローブステージとを備える電圧測定装置に適用され、被測定デバイス表面の拡大光学系による観測位置にE−Oプローブを近接させて位置決めするE−Oプローブ位置決め方法において、下記の4ステップを備えている。 Means for Solving the Problems The present invention includes a magnifying optical system for observing the surface of the measured device-focus state, a laser beam for being brought close to the measured device voltage measured is incident and E-O probe that is applied to the voltage measuring device and a probe stage for relatively moving the E-O probe relative enlargement optical system, the observation position by the magnifying optical system of the measurement device surface E- O probe is close to the E-O probe positioning method for positioning, and a 4 steps below. すなわち、E In other words, E
−Oプローブの底面に拡大光学系を合焦させた上記第1 The was focus the magnifying optical system to the bottom of the -O probe first
状態でのE−Oプローブと拡大光学系の相対的位置関係と、E−Oプローブを被測定デバイスの表面観測用光路から外した第2状態での拡大光学系の合焦面と第1状態での合焦面の位置差とを記憶しておく第1のステップと、被測定デバイス表面の観測位置に拡大光学系を第2 E-O probe and the relative position of the magnifying optical system, focal plane between a first state of the magnifying optical system in a second state disconnecting the E-O probe from the surface observation optical path of the measuring device in the state a first step of storing the positional difference between the focusing plane in the second magnification optics to observe the position of the measured device surface
状態において合焦させる第2のステップと、拡大光学系を第1のステップで記憶した位置差だけ被測定デバイスから離間させる第3ステップと、E−Oプローブを第1 A second step of focus it in the state, only the position difference storing magnification optics in a first step and a third step of separating from the measuring device, the E-O probe first
のステップで記憶した相対的位置関係まで移動させる第4のステップとを備える。 And a fourth step of moving up the relative positional relationship stored in step.

【0008】 [0008]

【作用】本発明の構成によれば、E−Oプローブの位置決めのための第1ステップにおいて、E−Oプローブの底面に拡大光学系を合焦させた第1状態でのE−Oプローブと拡大光学系の相対的位置関係と、E−Oプローブを光路から外した第2状態での拡大光学系の合焦面と上記第1状態での合焦面の位置差とを記憶しておく。 According to the configuration of the present invention, in a first step for positioning the E-O probe, the E-O probe in a first state in which focused the magnifying optical system to the bottom of the E-O probe the relative positional relationship between the magnifying optical system, and stores the positional difference between the focusing plane in the focal plane and the first state of the magnifying optical system in a second state disconnecting the E-O probe from the optical path . この相対的位置関係および合焦面間の位置差は、被測定デバイスの如何に拘らず、電圧測定装置において一定である。 Position difference between the relative position and focusing plane, irrespective of the measuring device, is constant in voltage measurement device. 次に、第2のステップとして、被測定デバイスの表面の観測位置に拡大光学系を第2状態において合焦させ、次に、第3ステップとして拡大光学系を第1のステップで記憶した位置差だけ被測定デバイスから離間させ、次に第4ステップとしてE−Oプローブを第1のステップで記憶した相対的位置関係まで移動させる。 Next, as a second step, is focused in the second state the expanding optical system to observe the position of the surface of the measuring device, then the position difference storing magnification optics in the first step as a third step only moved away from the device under test, it is then moved to E-O probe as a fourth step to the relative positional relationship stored in the first step. これにより、E−Oプローブは被測定デバイスに近接した位置にセットされ、かつそのE−Oプローブの底面に合焦面が来ることになる。 Thus, E-O probe is set at a position close to the device under test, and so that the focusing surface comes to the bottom of the E-O probe.

【0009】 [0009]

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。 EXAMPLES Hereinafter, an embodiment of the present invention.

【0010】図1は実施例の位置決め方法が適用される電圧測定装置の全体構成を示している。 [0010] Figure 1 shows an overall configuration of a voltage measuring apparatus applied positioning method of Example. 図示の通り、本体固定部1Aの上面には支持台11が設けられ、この上に被測定デバイス12がセットされている。 As shown, the upper surface of the main body fixing portion 1A support base 11 is provided, the measurement device 12 is set thereon. また、支持台11に近接した本体固定部1Aには操作テーブル13 Further, the main body fixing portion 1A in the vicinity of the support base 11 operation table 13
が固設され、この上にはマニピュレータ14が取り付けられている。 There is fixed, the manipulator 14 is attached thereon. そして、このマニピュレータ14には電気針15が設けられ、被測定デバイス12へ電源の供給又は信号の入力がおこなわれている。 Then, the manipulator 14 electric needles 15 is provided on, and the input of the power supply or a signal to the device under test 12 is performed.

【0011】本体固定部1Aの柱部にはXY軸ステージ21が取り付けられ、これに本体可動部1Bが取り付けられ、さらに、本体可動部1BにはZ軸ステージ22が取り付けられている。 [0011] XY-axis stage 21 is attached to the pillar portion of the main body fixing portion 1A, this body movable portion 1B is attached, further, the main body movable section 1B are attached Z-axis stage 22. そしてZ軸ステージ22に顕微鏡ユニット3が取り付けられ、これにはプローブステージ4が固定されている。 The microscope unit 3 is attached to the Z-axis stage 22, probe stage 4 is fixed thereto. プローブステージ4からはタングステンなどの支持針41が伸び、この先端にはE−Oプローブ42が支持されている。 Elongation support needle 41, such as tungsten from the probe stage 4, E-O probe 42 is supported in this tip.

【0012】顕微鏡ユニット3は拡大レンズ系31を有し、これはE−Oプローブ42を介して被測定デバイス12の表面を臨んでいる。 [0012] microscope unit 3 comprises a magnifying lens system 31, which faces the surface of the measured device 12 via the E-O probe 42. また、顕微鏡ユニット3は照明光源32とCCDカメラ33と接眼レンズ36を備えており、被測定デバイス12の表面の照明と撮像を行なう。 Moreover, the microscope unit 3 is provided with an illumination light source 32 and CCD camera 33 and the eyepiece 36, performs lighting and imaging the surface of the measured device 12. なお、E−Oプローブ42がZnTe結晶などのときはCCDカメラ33として可視光カメラを用い得るし、GaAs結晶などのときは赤外線カメラを用いればよい。 Incidentally, the E-O probe 42 may use the visible light camera as the CCD camera 33 when such ZnTe crystal, may be used an infrared camera when such GaAs crystal.

【0013】顕微鏡ユニット3にはダイクロイックミラー34と35が含まれており、これが上述の照明および撮像系と、後述の電圧測定のためのレーザー光学系を結合させている。 [0013] The microscope unit 3 includes a dichroic mirror 34 and 35, which are coupled with the illumination and imaging system described above, a laser optical system for the voltage measurement which will be described later. すなわち、ダイクロイックミラー34は照明光源32からの波長の光は50%透過させる一方、 That is, while the dichroic mirror 34 to light of a wavelength from the illumination light source 32 and transmits 50%
レーザ光源(後述)からの波長の光は反射させる。 Light of a wavelength from a laser light source (described later) is to be reflected. また、ダイクロイックミラー35は照明光源32からの波長の光は反射させる一方、レーザ光源からの波長の光は透過させる。 Further, while the dichroic mirror 35 to light of a wavelength from the illumination light source 32 reflects light of a wavelength from the laser light source transmits. このようにして、同一の拡大レンズ系31 In this way, the same expansion lens system 31
を使用して被測定デバイス12の照明および撮像と電圧測定用のレーザー光照射を実現できる。 Can be realized a laser beam irradiation for illumination and imaging and the voltage measurement of the measuring device 12 used.

【0014】顕微鏡ユニット3にはレーザー光による電圧測定ユニット5が取り付けられている。 [0014] A voltage measuring unit 5 is attached by laser light in the microscope unit 3. CWレーザダイオード51の出力光はレンズ52を通ってアイソレータ53に入射される。 The output light of the CW laser diode 51 is incident on the isolator 53 through the lens 52. このアイソレータ53は光を一方向にのみ通過させるもので、通過光は偏光ビームスプリッタ54、1/8波長板55を通り、ミラー56 1 、5 The isolator 53 is intended to pass light only in one direction, light passes through a polarization beam splitter 54,1 / 8-wave plate 55, the mirror 56 1, 5
2で光路を変更され、ダイクロイックミラー34で反射されて拡大レンズ系31を通りE−Oプローブ42に入射される。 6 2 is changing the optical path, the incident as E-O probe 42 magnification lens system 31 is reflected by the dichroic mirror 34. E−Oプローブ42の底面での反射レーザ光は再び拡大レンズ系31を通り、1/8波長板55を通って偏光ビームスプリッタ54に入射される。 It reflected laser beam at the bottom surface of the E-O probe 42 passes through the magnifying lens system 31 again and is incident on the polarization beam splitter 54 through the 1/8-wave plate 55. このとき、レーザ光は1/8波長板55を2回通っているので 1/4波長の位相変化が与えられ円偏光となっており、従って偏光ビームスプリッタ54への入射レーザ光の半分はここで反射させてフォトダイオード57に入射される。 At this time, the laser beam has a circular polarization phase change of 1/4 wavelength is provided so that through two 1/8 wave plate 55, therefore half of the incident laser light to the polarization beam splitter 54 where in is reflected is incident on the photodiode 57. そして、フォトダイオード57の出力はアンプ58で増幅され、外部に出力される。 The output of the photodiode 57 is amplified by the amplifier 58, is output to the outside.

【0015】ここで、電圧の測定原理について簡単に述べる。 [0015] Here, briefly describes the principle of measurement of voltage. 被測定デバイス12の表面電極(図示せず)に印加電圧があると、これに近接したE−Oプローブ42で電気光学効果により屈折率が変化する。 If there is a voltage applied to the surface electrode of the device under test 12 (not shown), the refractive index changes with E-O probe 42 close to the electrooptic effect. すると、レーザー光(直線偏光)はこの結晶中を往復する過程で偏光状態する。 Then, the laser light (linearly polarized light) to the polarization state in the process of reciprocating the crystal. このため、偏光ビームスプリッタ54で反射されて57に入射するレーザー光の割合が変化することになるので、フォトダイオード57の出力から被測定デバイス12の電圧を測定できる。 Therefore, the ratio of the laser light incident on 57 is reflected by the polarizing beam splitter 54 will vary, can measure the voltage of the measuring device 12 from the output of the photodiode 57.

【0016】これらの測定結果はデジタルオシロスコープ61で表示され、またコンピュータ62で処理される。 The results of these measurements are displayed on the digital oscilloscope 61, and is processed by a computer 62. なお、CCDカメラ33によるモニター像はモニタテレビ63で表示される。 Note that the monitor image by the CCD camera 33 is displayed on the monitor television 63. ここで、モニターテレビ63 Here, monitor TV 63
には、画像メモリがあり、入力した画像を静止画(フリーズ像)として記憶し、表示することができる。 The property has an image memory stores the image input as a still image (freeze image) can be displayed. または、CCDカメラ33によるモニター像をパソコンに入力して記憶し、パソコンのモニターに表示したり、モニターテレビに表示したりすることができる。 Or, stored by entering the monitor image by the CCD camera 33 to a computer, or displayed on a computer monitor, or can be displayed on the monitor television.

【0017】コンピュータ62は自動焦点(オートフォーカス)機構64を介してZ軸ステージ22をコントロールすると共に、XY軸ステージ21およびプローブステージ4もコントロールする。 [0017] Computer 62 together via the autofocus (automatic focusing) mechanism 64 controls the Z-axis stage 22, XY-axis stage 21 and the probe stage 4 is also controlled. このように、本発明の実施例を適用し得る装置の特徴は、E−Oプローブ42に入射光を集光するための対物レンズを含む顕微鏡システムにオートフォーカス機能を持たせ、また、E−Oプローブ42を保持するためのプローブステージ4を顕微鏡システムに一体化させ、後に示す手順によりE−Oプローブ42および顕微鏡システムを上下させる外部制御機構を持たせたことである。 Thus, features of the apparatus which can be applied to embodiments of the present invention, to have an automatic focusing function to a microscope system including an objective lens for condensing the incident light to the E-O probe 42, also, E- O probe stage 4 for holding the probe 42 is integrated in the microscope system, the instructions below is that which gave external control mechanism to lower the E-O probe 42 and the microscope system. ここで、オートフォーカスは顕微鏡システムで観察した画像をCCDカメラ33で取り込み、この画像のコントラストなどの情報から得た画像処理の結果によって顕微鏡システムを上下させ、その焦点を合わせるものである。 Here, autofocus takes the image observed by the microscope system with a CCD camera 33, to lower the microscope system by the results of the image processing obtained from the information such as contrast of the image, in which focus it.

【0018】次に、上記の電圧測定装置に適用される実施例の位置決め方法を説明する。 [0018] Next, a method of positioning embodiment applied to the voltage measuring device. 図2はその手順を説明する全体図であり、図3はその手順の要部を説明する図である。 Figure 2 is an overall view for explaining the procedure, FIG 3 is a diagram illustrating a major part of the procedure. 図3により要点を簡単に説明すると、まず、図3(a)のようにE−Oプローブ42が拡大レンズ系3 Briefly the main points by FIG. 3, first, E-O probe 42 is a magnifying lens system 3 as shown in FIG. 3 (a)
1の視野から実質的に外れているとき(E−Oプローブ42が拡大レンズ系31に十分に近接している図示の場合と、E−Oプローブ42が側方向に位置して視野から全く外れている場合がある)には、拡大レンズ系31による合焦面はF 1にある。 In the case of the illustrated case are substantially out of (E-O probe 42 is sufficiently close to the magnifying lens system 31 from the first field of view, entirely out of the field of view E-O probe 42 is positioned laterally in is if there is), focal plane by the magnifying lens system 31 is in the F 1. これに対し、E−Oプローブ42が光路に入ってくると、図3(b)のように、拡大レンズ系31による合焦面はF 2となり、F 1とF 2との間に差ができる。 In contrast, when the E-O probe 42 enters the optical path, as shown in FIG. 3 (b), the focal plane by the magnifying lens system 31 F 2, and the difference between F 1 and F 2 it can. この原因は、一般にE−Oプローブの屈折率は空気より大きいため、E−Oプローブ42が光路に入ってくる光路長が長くなるからである。 This causes a refractive index of generally E-O probe is larger than air, because the optical path length E-O probe 42 enters the optical path becomes longer. そこで、 there,
図3(c)に実線で示すように、上述の合焦面の差(F As shown by the solid line in FIG. 3 (c), the difference between the focusing plane of the above (F
1 −F 2 )をあらかじめ見込んで拡大レンズ系31を被測定デバイスに対して位置決めしておき、E−Oプローブ42を点線のようにセットすれば、E−Oプローブ42 1 -F 2) Leave positioned relative advance expected by the measurement of the magnification lens system 31 devices, if set E-O probe 42 as shown by a dotted line, E-O probe 42
の底面に測定用レーザ光が焦点を結ぶようになる。 Measurement laser beam to the bottom surface comes to a focus of the.

【0019】上記の位置決め方法を、図2に示した測定手順にもとづき、詳細に説明する。 [0019] The above method of positioning, based on the measurement procedure shown in FIG. 2 will be described in detail. まず測定を行なう前に初期設定をおこなう必要がある。 It is necessary to perform an initial setting before first performing a measurement.

【0020】(A) 初期設定 初期設定とは、図2に示す測定時のプローブステージ4 [0020] (A) Initial setting initialization and the probe stage 4 at the time of measurement shown in FIG. 2
の位置H 0を求め、測定準備時におけるプローブステージ4の位置の変化量ΔHを設定し、E−Oプローブ42 Obtain the position H 0 of the, sets the change amount ΔH of the position of the probe stage 4 at the time of measurement preparation, E-O probe 42
が光路中にある時と、光路中に実質的にない時の顕微鏡の拡大レンズ系31焦点差ΔΖを求めることである。 There is to find a time in the optical path, the magnifying lens system 31 focus difference ΔΖ the microscope when not substantially in the optical path. これらの値はE−Oプローブ42を交換した時に一度設定すればよい。 These values ​​may be set once when replacing the E-O probe 42. なお、初期設定では被測定デバイスは必要なく、CCDカメラ33によるE−Oプローブ42の映像をもとに調整するので、E−Oプローブ42を破壊する恐れは全くない。 In the initialization device to be measured is not needed, since the adjustment based on the image of the E-O probe 42 by the CCD camera 33, there is no risk of destroying the E-O probe 42.

【0021】H 0は、測定時のプローブステージ4のΖ [0021] H 0 is, the measurement at the time of the probe stage 4 Ζ
方向の位置を与える。 Give the direction of the position. E−Oプローブ42を保持しているプローブステージ4をΖ方向に動かして、E−Oプローブ42底面の反射膜に顕微鏡の拡大レンズ系31の焦点を合わせる。 Move the probe stage 4 holding the E-O probe 42 in Ζ direction, focuses the magnifying lens system 31 of the microscope to the reflection film of the E-O probe 42 bottom. この時のプローブステージ4の位置がH Is H position of the probe stage 4 at this time
0である。 It is 0. さらに、CWレーザダイオード51のレンズ52を調節してE−Oプローブ42への入射光のスポットが最も小さくなるようにする。 Further, by adjusting the lens 52 of the CW laser diode 51 so that the spot of the incident light to the E-O probe 42 is minimized.

【0022】ΔHは、測定準備中に、E−Oプローブ4 [0022] ΔH is, in preparation for the measurement, E-O probe 4
2を被測定デバイス12から離しておく距離である。 2 is the distance Separated from the device under test 12. Δ Δ
Hは任意に設定できるが、図2に示すように顕微鏡の視野がE−Oプローブ42に邪魔されないように、ΔHは充分に大きくしておく必要がある。 H can be arbitrarily set, but as the field of view of the microscope as shown in FIG. 2 is not obstructed by the E-O probe 42, [Delta] H is required to be sufficiently large.

【0023】ΔΖは、E−Oプローブ42が合焦面近くにある時と、合焦面の近くにない時の顕微鏡の焦点の差である。 [0023] ΔΖ is the difference in focus of the microscope in the absence and, close to the focus plane when the E-O probe 42 is near surface focus. 例として、E−Oプローブ42がΖnTe結晶と支持体である石英ガラスからできている場合を考える。 As an example, consider the case where E-O probe 42 is made of quartz glass as a support and ΖnTe crystals. ΖnTeの屈折率が2.9、厚さが100μmであり、石英ガラスの屈折率が1.5、厚さが200μmである場合、その実効的な光路長L 1は、L 1 =2.9× Refractive index 2.9 ZetanTe, a is 100μm thick, the refractive index of the quartz glass is 1.5, is 200μm thick, the effective optical path length L 1 is, L 1 = 2.9 ×
100+1.5×200=590μmである。 100 + 1.5 × 200 = a 590Myuemu. E−Oプローブ42がない場合は空気の屈折率が1、間隔が30 E-O when no probe 42 is the refractive index of air is 1, spacing 30
0μmであるから、その光路長L 2はL 2 =300μm Because it is 0 .mu.m, the optical path length L 2 is L 2 = 300 [mu] m
である。 It is. したがって、この時の焦点差ΔΖはΔΖ=L 1 Therefore, the focus difference Derutazeta at this ΔΖ = L 1
−L 2 =290μmである。 -L is a 2 = 290μm.

【0024】ΔZは上記のようにE−Oプローブの構成とその寸法が既知であれば計算により求めることができるが、次に示すように測定によって求めることもできる。 [0024] ΔZ is can be obtained by calculation if the structure and dimensions of the E-O probe as described above is known, can also be determined by measurement as follows. 被測定デバイス12の代わりに、ΔZ測定用のサンプルを支持台11に設置する。 Instead of the measuring device 12, placing the sample for ΔZ measurement support 11. このサンプルは、数μm This sample, a few μm
幅のストライプ電極のようにコントラストの大きいものが適している。 Larger contrast is suitable as the width of the stripe electrodes. はじめに、プローブステージ4の位置をH 0 −ΔHとして、サンプルに顕微鏡の拡大レンズ系3 First, the position of the probe stage 4 as H 0 - [Delta] H, samples of the microscope magnification lens system 3
1の焦点を合わせ、この時の位置Z 1を記憶する。 Focus the 1, stores the position Z 1 at this time. 次に、いったん顕微鏡を充分上昇させた後、プローブステージの位置をH 0 −aとする。 Then, once after sufficiently raising the microscope, the position of the probe stage and H 0 -a. この時、aは、E−OプローブとΔZ測定用のサンプルが接触しない程度、例えば、数μmとする。 In this case, a is, E-O probe and ΔZ extent that the sample does not contact the measurement, for example, to several [mu] m. この状態で、E−Oプローブを通してサンプルを見て、サンプルに合焦させ、この時の位置Z 2を記憶する。 In this state, a look at the sample through E-O probe, is focused on the sample, and stores the position Z 2 at this time.

【0025】この時のZ 1とZ 2の差が、前述の焦点差ΔΖとなる。 The difference between Z 1 and Z 2 at this time, the focus difference ΔΖ described above. ここで、Z 2を求める際、プローブとサンプルは接触していないが、E−Oプローブを通してサンプルに合焦しているので、前述の第2の状態と等価になっている。 Here, when calculating the Z 2, although the probe and the sample is not in contact, so that in focus the sample through E-O probe, has become the second state equivalent to the foregoing.

【0026】(B)測定手順 測定時の手順を図2を使って順に説明する。 [0026] (B) to explain the measurement procedure procedure at the time of measurement in order using the Figure 2.

【0027】(1)測定点移動 測定点を移動させる場合には、E−Oプローブ42が被測定デバイス12に接触しないように、E−Oプローブ42の位置をH 0 −ΔHとする。 [0027] (1) When moving the measurement point movement measuring point, as E-O probe 42 does not contact the device under test 12, the position of the E-O probe 42 and H 0 - [Delta] H. この時、顕微鏡の焦点をオートフォーカス機能を使って合わせる。 In this case, adjust the focus of the microscope using the auto-focus function. E−Oプローブ42はΔHだけ被測定デバイス12から離れているので接触する恐れはない。 E-O probe 42 is no risk of contact since only away from the device under test 12 [Delta] H. この状態で顕微鏡または被測定デバイス12を水平方向に移動させて測定点を決定する。 Moving the microscope or the device under test 12 in the horizontal direction in this state to determine the measurement points.

【0028】(2)測定点決定 測定点を決定したらコンピュータ62からの指令により、再度オートフォーカスで被測定デバイス12の焦点を合わせる。 [0028] (2) by a command from the computer 62 After determining the measurement point determination measurement points, focus the DUT 12 again autofocus. つまり、被測定デバイス12の表面を観測する光路からE−Oプローブ42を実質的に外した状態(第2状態)で、顕微鏡を合焦させる。 In other words, in a state in which the E-O probe 42 from the optical path for observing the surface of the measured device 12 substantially removed (second state), which focuses the microscope. この時の画像をモニタテレビ又はパソコンで記憶する。 And stores the image when the monitor television or a personal computer.

【0029】(3)測定準備 Z軸ステージ22を作動させることにより、顕微鏡システム3をΔΖだけ上昇させる。 [0029] (3) By operating the measurement preparation Z-axis stage 22, to raise the microscope system 3 by Derutazeta. この時、モニタテレビ6 At this time, the TV monitor 6
3における顕微鏡による被測定デバイス12の像は、ぼけて見えなくなる。 Image of the measuring device 12 by the microscope in the 3, disappears blurred.

【0030】(4)測定中 E−Oプローブ42をΔHだけ下降させ、プローブステージ4の位置をH 0とする。 [0030] (4) Measurement of E-O probe 42 is lowered by [Delta] H, the position of the probe stage 4 and H 0. この時、E−Oプローブ4 At this time, E-O probe 4
2の底面は被測定デバイス12の表面にちょうど接触する。 2 of the bottom surface is just in contact with the surface of the measured device 12. もし、E−Oプローブ42と被測定デバイス12を距離dだけ離して測定したい場合には、(3)のステップでの測定準備において、顕微鏡システム3をΔZ+d If, E-O probe 42 and when you want to measure away DUT 12 by a distance d, in the measurement preparation in step (3), the microscope system 3 [Delta] Z + d
だけ上昇させておけばよい。 Only it is sufficient to raise. この時、E−Oプローブ4 At this time, E-O probe 4
2を通して被測定デバイス12の表面をテレビモニタ6 Surface TV monitor of the measurement device 12 through 2 6
3で見た場合、合焦点から距離dだけ離れているので、 When viewed in three, because apart from the focal point distance d,
被測定デバイス12の像はぼけて見えなくなる。 Image of the measuring device 12 becomes invisible blurred. この時は、(2)のステップでの測定点決定において記憶した画像を表示すればよい。 In this case, it is sufficient to display an image stored in the measuring point determined in step (2).

【0031】(5)測定終了 プローブステージ4を作動させてE−Oプローブ42を上昇させ、その位置をH 0 −ΔHまで戻し、次の測定に備える。 [0031] (5) Measurement ends probe stage 4 is operated to raise the E-O probe 42, it returned to its position to the H 0 - [Delta] H, ready for the next measurement.

【0032】本実施例では、E−Oプローブ42と被測定デバイス12の間の距離を決める基準として、オートフォーカス機能を使って被測定デバイス12に合わせた顕微鏡の焦点位置を利用している。 [0032] In this embodiment, as a reference for determining the distance between the E-O probe 42 and the device under test 12, it utilizes the focal position of the microscope to suit the DUT 12 using the auto-focus function. 顕微鏡の倍率が高い場合、被写界深度が狭いために、容易に1μm以下の精度を得ることができる。 If the magnification of the microscope is high, because the depth of field is narrow, it can easily be obtained following accuracy 1 [mu] m. この位置から初期設定によって決められた移動量だけE−Oプローブ42を移動させるので、プローブ位置を検出するためのセンサーがなくても高い精度でE−Oプローブ42を被測定デバイス12 Since the initial setting by moving the movement amount E-O probe 42 that is determined from the position, E-O probe 42 DUT 12 with high accuracy even if the sensor is not to detect the probe position
に接近させることができる。 It can be close to.

【0033】 [0033]

【発明の効果】以上、詳細に説明した通り、本発明の位置決め方法では、E−Oプローブ周辺の機構が非常に簡単に構成できる効果がある。 Effect of the Invention] above, as described in detail, in the positioning method of the present invention has the effect of E-O probe near mechanism can be very simply constructed. また、E−Oプローブの位置および顕微鏡の移動量を決める初期設定をおこなうときには、被測定デバイスをセットしておく必要はない。 Further, when performing the position and initial setting which determines the amount of movement of the microscope E-O probe is not necessary to set the device under test.
また、測定時にE−Oプローブと被測定デバイスを接触させる必要がないため、被測定デバイスを破壊する恐れがない。 Moreover, since there is no need to contact the E-O probe and the device to be measured during the measurement, there is no possibility of destroying the device under test.

【図面の簡単な説明】 BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

【図1】実施例の方法が適用される電圧測定装置の構成図。 Configuration diagram of a voltage measuring apparatus [1] The method of embodiment is applied.

【図2】実施例の方法による測定手順図。 [2] Measurement Procedure Figure by the method of Example.

【図3】図2の要部説明図。 [Figure 3] explanatory drawing of the main part of Figure 2.

【符号の説明】 DESCRIPTION OF SYMBOLS

1A…本体固定部、1B…本体可動部、12…被測定デバイス、13…操作テーブル、14…マニピュレータ、 1A ... body fixing portion, 1B ... body movable section, 12 ... device under test, 13 ... operation table, 14 ... manipulator,
21…XY軸ステージ、22…Z軸ステージ、3…顕微鏡ユニット、31…拡大レンズ系、32…照明光源、3 21 ... XY axis stage, 22 ... Z-axis stage, 3 ... microscope unit, 31 ... magnifying lens system, 32 ... illumination source 3
3…CCDカメラ、34,35…ダイクロイックミラー、4…プローブステージ、41…支持針、42…E− 3 ... CCD camera, 34, 35 ... dichroic mirror 4 ... probe stage 41 ... support needle, 42 ... E-
Oプローブ、5…電圧測定ユニット、51…CWレーザダイオード、53…アイソレータ、54…偏光ビームスプリッタ、55…1/8波長板、57…フォトダイオード、58…アンプ、61…デジタルオシロスコープ、6 O probe, 5: Voltage measuring unit, 51 ... CW laser diode, 53 ... isolator, 54 ... polarizing beam splitter, 55 ... 1/8 wave plate, 57 ... photodiode, 58 ... amplifier, 61 ... digital oscilloscope, 6
2…コンピュータ、63…モニタテレビ、64…自動焦点機構。 2 ... computer, 63 ... TV monitor, 64 ... auto-focus mechanism.

フロントページの続き (72)発明者 平野 伊助 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 土屋 裕 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 平5−195486(JP,A) 特開 平2−238382(JP,A) 特開 平4−27884(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl. 7 ,DB名) G01R 31/28 - 31/3187 G01R 15/20,19/00 Of the front page Continued (72) inventor Isuke Hirano Shizuoka Prefecture 1 Hamamatsu Photonics in the Corporation of Hamamatsu Ichino-cho address 1126 (72) inventor Yutaka Tsuchiya Hamamatsu, Shizuoka Prefecture Ichino-cho, Hamamatsu Photonics in the Corporation at address 1126 (56 ) references Patent flat 5-195486 (JP, a) JP flat 2-238382 (JP, a) JP flat 4-27884 (JP, a) (58 ) investigated the field (Int.Cl. 7, DB name) G01R 31/28 - 31/3187 G01R 15 / 20,19 / 00

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】 (57) [the claims]
  1. 【請求項1】 被測定デバイスの表面を合焦状態で観測するための拡大光学系と、前記被測定デバイスに近接させられて電圧測定のためのレーザ光が入射されるE−O E-O of the laser beam is incident for claim 1. A magnifying optical system for observing in-focus state of the surface of the measured device, is brought close to the measured device voltage measurement
    プローブと、このE−Oプローブを前記拡大光学系に対して相対的に移動させるプローブステージとを備える電圧測定装置に適用され、前記被測定デバイス表面の前記拡大光学系による観察位置に前記E−Oプローブを近接させて位置決めするE−Oプローブ位置決め方法において、 前記E−Oプローブの底面に前記拡大光学系を合焦させた第1状態での前記E−Oプローブと前記拡大光学系の相対的位置関係を記憶し、かつ前記E−Oプローブを前記被測定デバイスの表面を観察する光路から実質的に外して、前記被測定デバイスの表面に前記拡大光学系を合焦させた第2の状態での前記拡大光学系の位置と、前記第1状態における前記拡大光学系の位置との差を求める第1のステップと、 前記被測定デバイス表面の前記観測位置に前記 A probe is applied to the E-O probe voltage measuring device and a probe stage for relatively moving with respect to said magnifying optical system, said the observation position by the expanding optical system of the measured device surface E- in E-O probe positioning method for positioning O and probes are approximated to the E-O wherein E-O probe and the enlargement optical system relative to said magnifying optical system to the bottom of the probe in a first state of being focused positional relationship stores, and substantially removing the E-O probe from the optical path for observing the surface of the measured device, the second where focusing is achieved the expanding optical system to the surface of the measured device wherein the position of the magnifying optical system in a state, a first step of obtaining a difference between the position of the magnifying optical system in the first state, the observation position of the measured device surface 大光学系を前記第2状態において合焦させる第2のステップと、 前記拡大光学系を前記第1のステップで求められた前記位置差だけ前記被測定デバイスから離間させる第3のステップと、 前記E−Oプローブを前記第1のステップで記憶した前記相対的位置関係の状態まで移動させる第4のステップと、 を備えることを特徴とする電圧測定装置のE−Oプローブ位置決め方法。 A third step of detaching a second step of causing focus, the magnifying optical system only the position difference obtained by the first step from the measured device in the second state a large optical system, wherein E-O probe positioning method of the voltage measuring device, characterized in that it comprises a fourth step of moving the E-O probe to the state of the relative positional relationship stored in said first step, the.
  2. 【請求項2】 前記第3ステップは、前記拡大光学系を前記位置差と所定の微小間隔の和だけ前記被測定デバイスから離間させることを特徴とする請求項1に記載の電圧測定装置のE−Oプローブ位置決め方法。 Wherein said third step, E of the voltage measuring device according to claim 1, characterized in that to separate the expanding optical system from the device under test by the sum of the position difference and a predetermined minute intervals -O probe positioning method.
  3. 【請求項3】 電圧測定装置は、前記拡大光学系を介して得られた画像を記憶する記憶手段と、この記憶内容を出力する表示手段とを備えることを特徴とする請求項1 3. A voltage measuring device according to claim 1, characterized in that it comprises storage means for storing the image obtained through the magnifying optical system, and display means for outputting the stored content
    に記載の電圧測定装置のE−Oプローブ位置決め方法。 E-O probe positioning method of the voltage measurement device according to.
  4. 【請求項4】 前記第2ステップは前記第2の状態において前記被測定デバイス表面の前記観測位置に前記拡大光学系を合焦させ、その時得られた画像を前記記憶手段に記憶し、この記憶内容を前記表示手段で出力するステップであることを特徴とする請求項3に記載の電圧測定装置のE−Oプローブ位置決め方法。 Wherein said second step is focused the expanding optical system to the observation position of the measured device surface in said second state, storing the time obtained image in the storage unit, the storage E-O probe positioning method of the voltage measurement device according to claim 3, wherein the content is a step of outputting by the display means.
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